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6 Factores clave para la selección de sensores: Tipo, sensibilidad, estabilidad..

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6 factores fundamentales para la selección de sensores: Explicados en un artículo

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Los sensores modernos varían mucho en principio y estructura. El primer problema que hay que resolver en la medición es cómo seleccionar razonablemente los sensores en función de la finalidad específica de la medición, el objeto de medición y el entorno de medición. Cuando se determina el sensor, también se puede determinar el método de medición y el equipo de medición adecuados. El éxito o el fracaso de los resultados de medición depende, en gran medida, de que la selección del sensor sea razonable.

01/Principio de funcionamiento del sensor
Basándose en el objeto de medición y el entorno de medición, para determinar el tipo de sensor para una medición específica, la primera consideración es el principio del sensor que se va a utilizar. Esto requiere analizar una serie de factores antes de tomar una decisión. Porque, incluso para medir la misma magnitud física, hay varios principios de sensores que pueden seleccionarse. Para determinar qué principio del sensor es más adecuado, es necesario considerar las siguientes cuestiones específicas en función de las características del sensor y las condiciones de uso: el tamaño del alcance; los requisitos de volumen del sensor en la posición medida; si la medición es con contacto o sin contacto; el origen del sensor, si es nacional o importado, asequible o de desarrollo propio. Tras considerar las cuestiones anteriores, se podrá determinar qué tipo de sensor utilizar y, a continuación, considerar los indicadores de rendimiento específicos del sensor.

02/Elección de la sensibilidad
Normalmente, dentro del rango lineal del sensor, es deseable que la sensibilidad del sensor sea lo más alta posible. Porque sólo cuando la sensibilidad es alta, y el cambio en el valor medido corresponde a un cambio relativamente grande en la señal de salida, es propicio para el procesamiento de la señal. Sin embargo, hay que tener en cuenta que una alta sensibilidad del sensor también facilita que se mezcle ruido externo no relacionado, que también será amplificado por el sistema de amplificación, afectando a la precisión de la medición. Por lo tanto, el propio sensor debe tener una elevada relación señal/ruido para minimizar la introducción de señales de interferencia procedentes del mundo exterior. La sensibilidad del sensor es direccional. Cuando la medición es de una cantidad unidireccional con altos requisitos direccionales, entonces el sensor debe tener una sensibilidad pequeña en la otra dirección; si la medición es de un vector multidimensional, entonces se requiere que el sensor tenga una sensibilidad lo más pequeña posible.

03/Características de respuesta (Tiempo de respuesta)
Las características de respuesta en frecuencia del sensor determinan el rango de frecuencias a medir. Debe mantenerse dentro del rango de frecuencias permitido sin distorsión de las condiciones de medida. De hecho, siempre hay un retardo en la respuesta del sensor, un cierto retardo. Es deseable que el tiempo de retardo sea lo más corto posible. Una respuesta en frecuencia elevada del sensor permite ampliar la gama de frecuencias de la señal medible. Sin embargo, debido al impacto de las características estructurales, la inercia del sistema mecánico es grande, por lo que cuanto menor sea la frecuencia del sensor, menor será la frecuencia de señal medible. En las mediciones dinámicas, las características de respuesta deben basarse en las características de la señal (estado estacionario, transitorio, aleatorio, etc.) para evitar que se produzcan errores de rebasamiento.

04/Rango lineal
El rango lineal del sensor es el rango en el que la salida es proporcional a la entrada. En teoría, dentro de este rango, la sensibilidad mantiene un valor fijo. Cuanto más amplio sea el rango lineal del sensor, mayor será el rango medible y podrá garantizar un cierto grado de precisión en la medición. A la hora de seleccionar sensores, una vez determinado el tipo de sensor, lo primero que hay que comprobar es si el rango cumple los requisitos. Pero, de hecho, ningún sensor puede garantizar una linealidad absoluta; su linealidad es relativa. Cuando la precisión de medición requerida es relativamente baja, dentro de un determinado rango, el error no lineal del sensor puede aproximarse como lineal, lo que aportará una gran comodidad a la medición.

05/Estabilidad
La capacidad de un sensor para mantener su rendimiento durante un periodo de tiempo sin cambios se denomina estabilidad. Los factores que afectan a la estabilidad a largo plazo del sensor, además de la estructura del propio sensor, son principalmente el entorno en el que se utiliza el sensor. Por lo tanto, para que el sensor tenga una buena estabilidad, debe tener una gran capacidad de adaptación al entorno. Antes de seleccionar el sensor, debe investigarse el entorno de uso, y elegir el sensor adecuado en función del entorno de uso específico, o tomar las medidas adecuadas para reducir el impacto del entorno. Existen indicadores cuantitativos de la estabilidad del sensor. Tras un periodo de uso, el sensor debe recalibrarse para determinar si ha cambiado su rendimiento. En algunas aplicaciones en las que el sensor debe utilizarse durante mucho tiempo y no puede sustituirse o calibrarse fácilmente, los requisitos de estabilidad del sensor seleccionado son más estrictos, para que pueda soportar un largo periodo de uso.

06/Precisión
La precisión es un indicador importante del rendimiento del sensor, y es una parte importante de todo el sistema de medición relacionado con la precisión de la medición. Cuanto mayor sea la precisión del sensor, más caro será. Por lo tanto, la precisión del sensor sólo debe ser tan alta como sea necesario para satisfacer las exigencias de precisión de todo el sistema de medición, y no es necesario elegir una precisión demasiado alta. De este modo, es posible elegir un sensor más barato y sencillo entre los muchos sensores que cumplen la misma finalidad de medición. Si el propósito de la medición es el análisis cualitativo, la elección de la repetibilidad del sensor puede ser alta, y no debe elegirse el valor absoluto de alta precisión; si es para el análisis cuantitativo, y se necesitan valores medidos exactos, entonces debe elegirse un sensor con un nivel de precisión que cumpla los requisitos. Para algunas ocasiones especiales en las que no se puede elegir el sensor adecuado, es necesario diseñar y fabricar sensores propios. El rendimiento de los sensores caseros debe cumplir los requisitos de uso.

Recordatorio
No es necesario perseguir ciegamente los "parámetros máximos" a la hora de elegir un sensor: basta con que la precisión se ajuste al sistema de medición, sin necesidad de un gasto excesivo. Para la estabilidad, debe tener en cuenta de antemano el entorno de uso; para escenarios como condiciones de humedad o altas temperaturas, dé prioridad a la selección de modelos resistentes al entorno. Durante la medición dinámica, no olvide adaptar las características de respuesta del sensor en función de las características de la señal (por ejemplo, transitorias o estacionarias) para evitar también el problema de los errores excesivos

Si necesita consejos más específicos sobre la selección de sensores (por ejemplo, para situaciones concretas como pruebas industriales o control medioambiental), no dude en dejarnos un comentario con su situación de uso. Más adelante desglosaremos los consejos de selección correspondientes para todo el mundo